Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Airbag für die Wahrnehmung des Schmerzes

04.04.2012
Biologen präsentieren neue Ergebnisse zur Schmerzforschung

Jeder kennt das Gefühl, wenn man auf eine scharfe Chilischote beißt oder sich den Mund mit heißen Getränken verbrennt. Dann werden Nervenzellen aktiviert, die diese potentielle Bedrohung an das Gehirn weiterleiten und dort eine Schmerzwahrnehmung verursachen.


Fadenwurm C. elegans

Bereits vor mehr als 14 Jahren wurde das erste Rezeptormolekül gefunden, das sowohl auf Hitze als auch auf Capsaicin, die wirksame Substanz in Chiliextrakten, reagiert. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler glaubten damals, dem Verständnis der Schmerzentstehung und ihrer medikamentösen Behandlung ein großes Stück näher gekommen zu sein.

Die Ernüchterung war groß, als sich einige Jahre später herausstellte, dass Labormäuse, bei denen das Gen dieses Rezeptors künstlich entfernt worden war, immer noch Schmerz empfanden. Seither versuchen die Wissenschaftler, die Ursachen dieser Beobachtung zu verstehen. Neue Forschungen an der Universität Freiburg haben jetzt Mechanismen der Schmerzwahrnehmung entschlüsselt. Ihre Ergebnisse, die in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift PLoS One veröffentlicht sind, zeigen, dass selbst einfache Organismen mehrfach abgesicherte Sensorsysteme besitzen, um zum Beispiel Hitze wahrzunehmen.

„Als wir wussten, dass auch der Fadenwurm C. elegans, der in jeder Schaufel Erde vorkommt, über die gleichen Rezeptorgene verfügt wie der Mensch, waren wir optimistisch, mit diesem Modell dem Geheimnis der Wahrnehmung auf die Schliche zu kommen“, kommentiert Prof. Dr. Ralf Baumeister vom Labor für Bioinformatik und Molekulargenetik der Fakultät für Biologie die mehrjährigen Untersuchungen seines Forschungsteams.

Diese Wahrnehmung, die in der Natur lebensrettend sein kann, ist selbst bei einem so einfach gebauten Tier wie dem Fadenwurm ungewöhnlich gut abgesichert. Der Winzling verfügt zwar nur über 302 Nervenzellen, die aber für komplexe Verhaltensweisen und selbst für Lernvorgänge ausreichend sind. Ähnlich wie ein Auto heute über elektronische Backup-Systeme verfügt, um einen Bauteileausfall ohne fatale Konsequenzen zu überstehen, verwendet auch der Wurm, wie die Studie zeigt, mindestens sechs dieser Zellen als Sensoren für schädliche Hitze. Jede einzelne davon reicht aber aus, um den Schmerz wahrzunehmen.

Darüber hinaus kann ein und dieselbe Zelle mit zwei unterschiedlichen molekularen Mechanismen auf den schmerzhaften Reiz reagieren. Die Mitarbeiter Shu Liu und Dr. Ekkehard Schulze haben eine Kombination aus mikrochirurgischen Maßnahmen, Mikrosystemtechnik und genetischen Verfahren angewandt, um das ganze Ausmaß der Komplexität der Hitzeschmerzwahrnehmung im Wurm zu verstehen. Nach Aussagen der Forscher können die neuen Erkenntnisse nun verwendet werden, um die unterschiedlichen Mechanismen im Menschen zu entdecken und ihr Zusammenspiel verstehen zu lernen. Mindestens jeder zehnte Mensch in der Bundesrepublik Deutschland leidet regelmäßig unter starken bis sehr starken Schmerzen. Letztendlich profitieren alle von der Forschung an dem Laborwinzling C. elegans.

Die Forschergruppe ist Mitglied von BIOSS, dem Zentrum für biologische Signalstudien, Baumeister ist Mitglied in FRIAS LIFENET. Beides sind Einrichtungen der Exzellenzinitiative.

Publikation:
Liu Shu, Schulze, Ekkehard, and Baumeister, Ralf: Temperature- and Touch-Sensitive Neurons Couple CNG and TRPV Channel Activities to Control Heat Avoidance in Caenorhabditis elegans. PLoS One. 2012;7(3):e32360
Kontakt:
Prof. Dr. Ralf Baumeister
Bioinformatik und Molekulargenetik (Fakultät für Biologie)
ZBMZ Zentrum für Biochemie und Molekulare Zellforschung (Medizin)
Albert-Ludwigs-Universität
Tel.: 0761-203 8350
Email: baumeister@celegans.de

Nicolas Scherger | Uni Freiburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de
http://www.celegans.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln
24.07.2017 | Universität Potsdam

nachricht Pfade ausleuchten im Fischgehirn
24.07.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu Sprachdialogsystemen und Mensch-Maschine-Kommunikation in Saarbrücken

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Schreiben mit dem Elektronenstrahl: Jetzt auch Nanostrukturen aus Silber

24.07.2017 | Physik Astronomie